(57)【要約】【課題】左右画像を並べて表示する平行視法による３次元画像鑑賞システムで、左右画像の間に設ける帯状の非画像部分をなくすと共に、鑑賞者が左右に首を動かしたときに見える隣接画像と主画像とが連続して見えるような自然な３次元画像鑑賞ができる画像を提供する。【解決手段】被写体像を撮像する撮像カメラのレンズ３５の前方に装着し、被写体像からの入射光を左眼用及び右眼用として取り込み前記レンズ側に反射させる一対の反射部３１、３２と、レンズ３５の前方に、このレンズの光軸上にあって、このレンズの前側被写界深度外の位置に先端が配置され、前記一対の反射部３１、３２で反射される左眼用及び右眼用の入射光をレンズ側に反射させるＶ字状反射部３３、３４とから構成することで帯状の非画像部分をなくすことが可能な３次元画像撮像アダプターが提供できる。【選択図】   図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像する撮像カメラのレンズ前方に装着され、前記被写体像からの入射光を左眼用と右眼用とに分けて前記レンズにそれぞれ取り込むための３次元画像撮像アダプターであって、
前記被写体像からの入射光を前記左眼用及び右眼用として取り込み前記レンズ側に反射させる一対の反射部と、
前記レンズ前方に、前記レンズの光軸上にあって前記レンズの前側被写界深度外の位置に先端が配置され、前記一対の反射部で反射される前記左眼用及び前記右眼用の入射光を前記レンズ側に反射させるＶ字状反射部と、
からなることを特徴とする３次元画像撮像アダプター。
【請求項２】
前記Ｖ字状反射部の前記被写体側に向いた狭角は、９０度未満であることを特徴とする請求項１記載の３次元画像撮像アダプター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左眼用および右眼用の画像を並べて表示し、専用メガネを使用して立体画像を鑑賞する３次元画像鑑賞システムにおける撮像カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
左眼と右眼の視差を利用して平面画像を立体的に見る３次元画像鑑賞システムはこれまでに数多く実用化されている。たとえば、左眼用の写真と右眼用の写真を左右に並べて置き、直視または光学系を通して見る方法（平行視法）はもっとも古くからある３次元画像鑑賞方法である。近年、この写真の代わりに１台のテレビ画面に左眼用画像と右眼用画像を並べて表示し、それを鑑賞する動画の３次元画像鑑賞システムが研究されており、その１例として下記特許文献１に、１個の撮像素子で左眼用画像と右眼用画像を並べて撮像する光学経路技術が開示されている。
【０００３】
上記平行視法による３次元画像鑑賞では、鑑賞する側の鑑賞方法や装置により、見やすい画像表示の方法が違ってくる。
下記特許文献２では、左右の画像の中央に帯状の非画像部分を設けることにより３次元画像が鑑賞しやすいとして、中央に帯状の非画像部分を作成する技術が開示されている。
この特許文献２の鑑賞する側の装置では、左眼で右眼用画像の一部が見え、右眼で左眼用画像の一部が見えることが避けられないので、この余分に入り込む隣接画像を少しでも少なくすると共に、それを気にせず主画像部分に集中できるよう境目の役割も兼ねて帯状の非画像部分を設けていると考えられる。
【０００４】
図７は、前述の中央に帯状の非画像部分を設けた画像の例を示したものであり、同図で表示装置７１の画面上には中央部に帯状の非画像部分７３が見られ、その左右に左眼用画像７２右眼用画像７４が表示されている。この図で示したように中央の非画像部分７３は鑑賞者に明確に分かるようにある程度の幅を持った黒色の帯が用いられる。
【特許文献１】特開平０１−２７９２３５号公報
【特許文献２】特許第３２９８９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、本発明者の実験観察では、この帯状の非画像部分は３次元画像鑑賞に慣れてくると反って目障りで鑑賞の妨げになることが分かった。
すなわち、この非画像部分は立体視の手助けにはなるが、隣接画像を見えなくするものではないので、常に隣接画像は見えていること。その上、この非画像部分がその境目を明確にしてしまうので反って隣接画像部分が気になること。更に、立体視している画像部分はこの非画像部分の黒帯で左右が縁取りされて見えるので、非常に窮屈な画面に見えること、などがその理由である。
【０００６】
そこで、本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、左右画像を並べて表示する平行視法による３次元画像鑑賞システムで、隣接画像が見えないように工夫された専用メガネを使用することで、従来左右画像の分離に必要であった帯状の非画像部分をなくすと共に、鑑賞者が時折左右に首を動かしたときに見える隣接画像が主画像と連続しているが如く見えるような自然な３次元画像鑑賞ができる表示画面を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決する手段として以下の（１）、（２）に記載の構成からなる。すなわち、
（１）被写体像を撮像する撮像カメラのレンズ前方に装着され、前記被写体像からの入射光を左眼用と右眼用とに分けて前記レンズにそれぞれ取り込むための３次元画像撮像アダプターであって、
前記被写体像からの入射光を前記左眼用及び右眼用として取り込み前記レンズ側に反射させる一対の反射部と、
前記レンズ前方に、前記レンズの光軸上にあって前記レンズの前側被写界深度外の位置に先端が配置され、前記一対の反射部で反射される前記左眼用及び前記右眼用の入射光を前記レンズ側に反射させるＶ字状反射部と、
からなることを特徴とする３次元画像撮像アダプター。
（２）前記Ｖ字状反射部の前記被写体側に向いた狭角は、９０度未満であることを特徴とする請求項１記載の３次元画像撮像アダプター。
【発明の効果】
【０００８】
平行視法による３次元画像鑑賞システムで、鑑賞者が時折左右に首を動かしたときに見える隣接画像が、立体視をしている主画像と連続しているが如く見えるので、画面が広く感じられ、自然な３次元画像鑑賞が可能となる。
また、本発明方式の３次元画像を立体視でなく通常の画面として見たときにも、中央に黒帯がないので特に違和感を持たずに見られる効果も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態に係る３次元画像撮像アダプターついて、図面を参照して説明する。
図１は本発明に係る３次元画像鑑賞の仕組みを解説する図、図２は本発明の３次元画像鑑賞に用いる専用メガネのレンズと遮光板の正面図、図３は本発明の実施例１における３次元画像撮像アダプターの平面図、図４は本発明の３次元画像撮像アダプターを用いて撮像した画像の一例を示す図、図５は直角プリズムを用いた３次元画像撮像アダプターの平面図、図６は本発明の実施例２における３次元画像撮像アダプターの平面図である。
【実施例１】
【００１０】
まず、本発明の実施例１について、図１〜図４を用いて説明する。
本発明の実施例１における３次元画像撮像アダプターは、被写体像を撮像する撮像カメラのレンズ前方に装着され、被写体像からの入射光を左眼用と右眼用とに分けて前記レンズにそれぞれ取り込むためのものであって、被写体像からの入射光を左眼用及び右眼用として取り込み前記レンズ側に反射させる一対の反射部と、前記レンズ前方に、前記レンズの光軸上にあって前記レンズの前側被写界深度外の位置に先端が配置され、前記一対の反射部で反射される左眼用及び右眼用の入射光をレンズ側に反射させるＶ字状反射部とから構成されているものである。
【００１１】
まず始めに、鑑賞する側の装置と見方について図１を用いて説明する。図１において、液晶等のディスプレイによる表示画面１１には、後述する撮像カメラにより撮像された左眼用画像１２と右眼用画像１３が左右に並べて表示されている。このときの両画像の大きさと相対位置は使用するディスプレイの表示画面の大きさによって異なってくるが、本発明に係る表示画面は、画面上で両画像の同一絵柄部分の間隔が鑑賞者の目幅よりも広くなるように表示されている場合が好適である。
【００１２】
鑑賞者１７は、左眼１８と右眼１９の直前に置かれた左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５を通して表示画面１１を見るようになっている。
このとき、左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５は、図示したように両眼の視線の方向をそれぞれ外に向ける働きをもっており、その結果、左眼は左眼用画像１２を、右眼は右眼用画像１３をそれぞれ無理なく観察することができるようになる。
こうして左右の眼で観察した２つの画像は、同一絵柄部分が重なる形で頭の中で合成され、更に、左右の画像中にわずかな位置のずれがあるとその部分は手前若しくは奥に見えて画像が立体的に見えるようになる。
【００１３】
次に、本発明に係る３次元画像鑑賞方法の特徴の１つである遮光板について説明する。図１に示す遮光板１６は、左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５の間に有り、この働きは左眼１８で右眼用画像１３が見えないように、又、右眼１９で左眼用画像１２が見えないように、すなわち隣接画像が見えないようにするものである。
図２に上記遮光板１６の正面図を示す。同図で左眼用レンズ１４と右眼用レンズ１５の間に２つに分けて遮光板１６ａと同１６ｂが配置されている。２つの遮光板はそれぞれ左右に位置が調整できるようになっており、鑑賞者の眼幅の相違やメガネのかけ方の違い等に応じて遮光幅ｄを隣接画像が見えない位置に調整する。
又、遮光板１６ａ、１６ｂのレンズ側の端部は徐々に遮光量が変化するように処理されている。こうすることで視野の中にいきなり遮光板が現れるのを和らげる効果があり、遮光板の存在が気にならなくなって良好な３次元画像の鑑賞ができるようになる。
【００１４】
次に、撮像カメラと３次元画像撮像アダプターについて説明する。図３は実施例１における３次元画像撮像アダプターの平面図である。
同図において、３１〜３４はミラーで、人間の左眼と右眼で見たときとほぼ同じ視差を有する２つの被写体像を得て、１つに結合する光路を構成する３次元画像撮像アダプターの主要部分である。３６は撮像カメラ本体の撮影レンズ銅鏡部、３５はその撮影レンズ銅鏡部の先端のレンズである。
【００１５】
次に、３次元画像の撮像について説明する。被写体像（図示せず）からの入射光はミラー３１と同３２でそれぞれほぼ直角に内側に曲げられ、次のミラー３３、同３４で再度直角に曲げられ、レンズ３５の光軸と平行な左右に分かれた２つの入射光として、レンズ銅鏡部３６を通り撮像素子（図示せず）に届く。
このとき、ミラー３１と同３２の間隔は、ほぼ人間の眼幅の距離に設定されるが、立体感を強調する場合はより広くする。
又、図示したように、ミラー３１と同３２はそれぞれ入射光を直角よりわずかに少ない角度に曲げているが、これは、主被写体までの距離を前方１ｍないし５ｍ程度の近距離を想定しているためである。
【００１６】
ミラー３３と同３４は、図示した如く被写体側の狭角αが直角のＶ字状に形成され、その結合面は隙間なく接合されている。これにより、レンズ３５の中央部分においても左右からの入射光が存在するので、この後の撮像素子で得る左右の画像の中間部には非画像部分ができることはない。
しかし、厳密には上記ミラー３３と同３４のＶ字状に形成された先端部は微小な曲面になるため入射光が反射しない部分が存在することになる。ところが、実際上は上記先端部分がアウトフォーカス（ピンボケ）になるため非画像部分が周囲と同じ明るさになって判別がつかなくなる現象が起きる。
このアウトフォーカは主被写体にピントを合せたときに、どの範囲までピントが合っているかという被写界深度に関係するものである。したがって、ズームが広角側で絞りが絞られているときは、被写界深度が広くなり非画像部分が見えやすくなるので、これを避けるには、上記Ｖ字状に形成された先端部をレンズ３５にできるだけ近づけることが重要である。
なお、ズームが望遠側になると、左右画像の境目に画像のオーバーラップ（重なり）が見られるようになる。このような若干のオーバーラップは左右画像が連続したものに見えるので、鑑賞者が多少左右に顔を動かして隣接画像が見えたときにも妨害を和らげる効果があって好ましいものである。
【００１７】
図４は、上記の撮像カメラと３次元画像撮像アダプターの構成によって得られた左右画像を表示した例である。同図において、表示装置４１には左眼用画像４２と右眼用画像４３が表示されており、左右両図の境目には非画像部分の黒帯は存在していないため種々の弊害がなく良好な３次元画像の鑑賞が行える。
【００１８】
なお、上記３次元画像撮像アダプターは４枚のミラーによる構成を示したが、図５にミラーの代わりに直角プリズムを使用した例を示す。同図に示すように、ミラーに代わり直角プリズム５１〜５４を用いるが、この場合も反射部の位置は前記ミラーの場合と同じである。
【実施例２】
【００１９】
図６は、実施例２における３次元画像撮像アダプターの平面図である。
本発明の実施例２における３次元画像撮像アダプターは、前記実施例１において、先端部がＶ字状に形成された反射部の被写体側の狭角αが直角であったものを９０度未満に設定したものである。
【００２０】
前記の如く、Ｖ字状に形成された反射部の先端部を撮像カメラのレンズにできるだけ近づけることが広角時においても非画像部分を目立たなくするために有効な方法である。しかし、Ｖ字状の先端部をレンズに近づけようとすると、通常、レンズ銅鏡の先端にあるフィルター枠の部分に左右のミラー部が当って近づけない不都合が起きる。
この点を図６にて説明すると、３次元画像撮像アダプターの構成では、ミラー６１と同６２の下端部はレンズ銅鏡の先端にあるフィルター枠６５に極めて近い位置になるため、ミラー６３と同６４で構成されたＶ字状の先端部をレンズ３５に近づける障害になるのである。
【００２１】
そこで、本発明の実施例２では前記Ｖ字状に構成する２枚のミラーの角度を変えることで、レンズ３５に近づくことが可能な３次元画像撮像アダプターを提供するものである。
図６に示すようにミラー６３と同６４の被写体側の狭角αを９０度未満、例えば８０度程度にする。すると、ミラー６３と同６４の反射部での入射光は９０度より広い角度で曲がることになり、このため、ミラー６１と同６２は上方に配置することが可能になる。
したがって、ミラー６１と同６２はフィルター枠６５から遠ざかるので、全体を更に下げることが可能となり、Ｖ字状の先端部をレンズ３５に近づけることができる。
このような構成により、実施例２の３次元画像撮像アダプターでは、ズームが広角側においても、Ｖ字状の先端部を十分に前側被写界深度外とすることができるので非画像部分の黒帯が現れない画像が得られる。
【００２２】
なお、本実施例１及び２においては、３次元画像撮像アダプターを撮像カメラに固定して設置する構成を示しているが、これに限ることなく、撮像カメラのレンズ先端部形状にあわせて前後に位置を可動する構造としてもよいことは当然である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明に係る３次元画像鑑賞の仕組みを解説する図である。
【図２】本発明の３次元画像鑑賞に用いる専用メガネのレンズと遮光板の正面図である。
【図３】本発明の実施例１における３次元画像撮像アダプターの平面図である。
【図４】本発明の３次元画像撮像アダプターを用いて撮像した画像の一例を示す図である。
【図５】直角プリズムを用いた３次元画像撮像アダプターの平面図である。
【図６】本発明の実施例２における３次元画像撮像アダプターの平面図である。
【図７】従来の表示画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１１・・表示画面    １２・・左眼用画像    １３・・右眼用画像    １４・・左眼用レンズ    １５・・右眼用レンズ    １６・・遮光板    １７・・鑑賞者    １８・・左眼    １９・・右眼
３１〜３４・・ミラー    ３５・・レンズ    ３６・・レンズ銅鏡部
４１・・表示装置    ４２・・左眼用画像    ４３・・右眼用画像
５１〜５４・・直角プリズム
６１〜６４・・ミラー    ６５・・フィルター枠
７１・・表示装置    ７２・・左眼用画像    ７３・・非画像部分    ７４・・右眼用画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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